一种适用于断层粘滑实验的相似材料及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于断层粘滑实验的相似材料，由基体树脂、增塑剂、稀释剂均匀混合搅拌制成。本发明专利技术还公布了一种用于断层粘滑实验相似材料的制作方法，步骤为：先对环氧树脂A胶进行搅拌；再按质量配比依次称取搅拌均匀后的环氧树脂A胶、邻苯二甲酸二丁酯、丁基缩水甘油醚和环氧树脂B胶并搅拌均匀，直至油状；将搅拌好的混合料静置5分钟，再倒入模具；在60

【技术实现步骤摘要】
一种适用于断层粘滑实验的相似材料及其制作方法


[0001]本专利技术属于地质力学模型实验的
，尤其涉及一种断层粘滑实验的相似材料及其制作方法。

技术介绍

[0002]地质力学模型实验是一种基于相似原理，用模型代替原型进行力学参数及其分布规律的研究，借以推断原型中可能发生的力学现象的实验方法，是解决地质、采矿、岩土工程中现象相似性问题的一种重要的研究手段，具有直观、简便、经济及实验周期短等优点。
[0003]现有的断层粘滑岩石力学实验中，常采用花岗岩(原岩)作为试件，花岗岩具有塑性变形小、制作试件工艺复杂、粘滑失稳速度快等缺点。因此，研制出一种塑性变形大、制作工艺简单，具有低的失稳滑动速度、大的变形特征，能够放大断层粘滑区域的变形和应力场调整过程，可适用于断层粘滑相似材料是十分必要的。

技术实现思路

[0004]基于以上现有技术的不足，本专利技术所解决的技术问题在于提供一种用于断层粘滑实验相似材料及其制作方法，制作工艺简单、力学性能稳定、能够满足大尺度的断层粘滑实验。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种适用于断层粘滑实验相似材料，由基体树脂、增塑剂和稀释剂混合搅拌制成。
[0006]所述基体树脂为环氧树脂AB胶；所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；所述稀释剂为丁基缩水甘油醚。
[0007]本专利技术还提供一种断层粘滑实验相似材料的制作方法，包括以下步骤：
[0008]S10、先将环氧树脂A胶用搅拌器搅拌均匀，然后静置5分钟；
[0009]S20、按质量配比依次称取步骤S10搅拌后的环氧树脂A胶、邻苯二甲酸二丁酯、丁基缩水甘油醚和环氧树脂B胶；
[0010]S30、将称取好的环氧树脂A胶、邻苯二甲酸二丁酯、丁基缩水甘油醚和环氧树脂B胶依次倒入容器中并搅拌均匀；
[0011]S40、将搅拌好的混合料静置5分钟，再倒进模具；
[0012]S50、在60
°
恒温箱养护1天，拆模，再干燥3天。
[0013]由上，本专利技术获得的断层粘滑实验相似材料可用于断层粘滑的模型实验，具有力学参数变化范围广、力学性能稳定、制作工艺简单、廉价易得且没有毒副作用等特点，并具有如下优点：
[0014](1)相似材料的力学参数变化范围较广，可以用同一种材料，只要调整其中各组成部分的配比，即可适应不同种类岩土介质的相似要求，简化了模型实验研究工作的难度；
[0015](2)原料来源广，成本低廉，大大的降低了模型实验成本；
[0016](3)该方法的制作工艺简单，制作周期短，加快了大尺度相似材料模型的制作速
度；
[0017](4)材料没有任何毒副作用，不会对人体造成伤害。
[0018]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，其中因素A(邻苯二甲酸二丁酯/环氧树脂A胶质量)；因素B(丁基缩水甘油醚环氧树脂A胶质量)。
[0020]图1为典型的断层粘滑相似材料应力应变关系曲线图；
[0021]图2为因素A对相似材料抗压强度和弹性模量的影响曲线；
[0022]图3为因素A对相似材料塑性系数和泊松比的影响曲线图；
[0023]图4为因素B对相似材料抗压强度和弹性模量的影响曲线；
[0024]图5为因素B对相似材料塑性系数和泊松比的影响曲线图；
[0025]表1为因素A、B对相似材料物理力学参数回归方程；
[0026]图6为本专利技术的断层粘滑实验相似材料的制作方法的流程图。
具体实施方式
[0027]下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本专利技术的原理，本专利技术特征、优点及其他方面通过该详细说明。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。
[0028]如图6所示，本专利技术提供了一种适用于断层粘滑实验相似材料及其制备方法，通过研究相似材料的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、塑性系数、应力应变曲线等参数随配比的变化规律，确定一种能够满足断层粘滑实验的相似材料。本专利技术的断层粘滑实验相似材料所用的基体树脂选择环氧树脂AB胶，增塑剂选择邻苯二甲酸二丁酯，稀释剂选择丁基缩水甘油醚，选取2个因素为别为：因素A(邻苯二甲酸二丁酯质量/环氧树脂A胶质量)；因素B(丁基缩水甘油醚质量/环氧树脂A胶质量)；其中环氧树脂A胶和环氧树脂B胶质量比为严格的5:1。每个因素设计9个水平，选用6因素9水平的均匀设计方案U9(96)，共计9组不同配比，由U9(96)的使用表可知因素A和因素B应该安排于第1,3列，实验方案如表1所示：
[0029]表1相似材料均匀设计配比方案
[0030][0031]本专利技术的断层粘滑实验相似材料的制备方法如下：
[0032](1)先将环氧树脂A胶用搅拌器搅拌均匀；
[0033](2)按质量配比依次称取步骤S10搅拌后的环氧树脂A胶、邻苯二甲酸二丁酯、丁基缩水甘油醚和环氧树脂B胶；
[0034](3)将称取好的环氧树脂A胶、邻苯二甲酸二丁酯、丁基缩水甘油醚和环氧树脂B胶依次倒入容器中并搅拌均匀；
[0035](4)将搅拌好的混合料静置5分钟，再倒进模具；
[0036](5)在60
°
恒温箱养护1天，拆模，再干燥3天。
[0037]干燥后的相似材料试件先核对相似材料的配比并编号，测量试件尺寸，并填入记录表内。随后在万能试验机上测试相似材料的力学参数，主要包括弹性模量E、抗压强度σ
c
、塑性系数K
n
、泊松比μ。
[0038]主要物理力学参数：
[0039]表2不同配比测得的材料物理力学参数
[0040][0041]如图1至图5所示，图1为典型的断层粘滑相似材料应力应变关系曲线，图2为因素A 和因素B对相似材料单轴抗压强度的影响曲线图及回归方程，由图2知调整因素A和因素 B含量就可以调节单轴抗压强度，因素A和因素B含量越高，材料的单轴抗压强度越低。
[0042]图3为因素A和因素B对相似材料弹性模量的影响曲线图及回归方程，由图3知调整因素A和因素B含量就可以调节弹性模量，因素A和因素B含量越高，材料的弹性模量越低。
[0043]图4为因素A和因素B对相似材料泊松比的影响曲线图及回归方程，由图4知调整因素 A和因素B含量就可以调节弹性模量，因素A和因素B含量越高，材料的泊松比越大。
[0044]图5为因素A和因素B对相似材料塑性系数的影响曲线图及回归方程，由图5知调整因素A和因素B含量就可以调节弹性模量，因素A和因素B含量越高，材料的塑性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种断层粘滑实验的相似材料，其特征在于，由基体树脂、增塑剂、稀释剂均匀混合搅拌制成。2.根据权利要求1所述的断层粘滑实验的相似材料，其特征在于，基体树脂为环氧树脂AB胶；增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯；稀释剂为丁基缩水甘油醚。3.一种如权利要求2所述的断层粘滑实验相似材料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、先将环氧树脂A胶用搅拌器搅拌均匀；S20、按质量配比依次称取步骤S10搅拌后的环氧树脂A胶、邻苯二甲酸二丁酯、丁基缩水甘油醚和环氧树脂B胶；S3...

【专利技术属性】
技术研发人员：代树红，王闯，王红亮，安志奎，冯俊鹏，程冠军，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：